View
215
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
h
Citation preview
3.16 la reacción en fase gaseosa
2 A+4 B→2C
Que es de primero orden en A y de primer orden en B, se efectuaría isotérmicamente en un reactor de flujo taponado. La velocidad de flujo volumétrico entrante es de 2.5 dm^3/min, y la alimentación es equimolar A y B .la temperatura y presión en la entrada son de 727°C y 10atm respectivamente. La velocidad de reacción especifica a esta temperatura es de 4dm^3/gmol.min y la energía de activación es de 15000cal/gmol
a) Calcule la velocidad de flujo volumétrico cuando la conversión de A es de 25%.b) Calcule la velocidad de reacción en la entrada del reactor (cuando X=0).c) Calcule la velocidad de reacción cuando la conversión de A es de 40 % (sugerencia primero
exprese –ra solamente en función de en función de X)d) Calcule la concentración de A en la entrada del reactore) Calcule la concentración de A cuando la conversión de A es del 40 % f) ¿Qué valor tiene la velocidad de reacción especificada a 1227°C
Solución:
a) La fórmula para hallar esto es como es p y t constante nos queda que
v=v o(1+eX )∂=1−2−1=−2
ya=0.5e=−2∗0.5=1
v=2.5 dm3
min∗(1−1∗0.25)
v=1.88 dm3
min
b)
Simplificando la reacción nos queda que
A+2 B→C
Especies Flujo de entrada Cambio Flujo de salida A Fao -FaoX Fa=Fao-FaoXB Fbo -2FaoX Fb=Fbo-2FaoXC ---- +FaoX Fc=FaoXTotal Fto=Fao+Fbo Ft=Fto+(1-2-1)FaoX
−ra=KCaCb=K Ca0Cb0
Como es equimolar nos queda que:
−ra=KCa02
La concentración de a la hallamos con la ley de los gases ideales nos queda que
Ca0=y∗PtRT
= 0.5∗10atm
1000K∗0.082 L∗atm
mol∗K
=0.0609mol/L
−ra=
4 dm3
mol∗min∗1l
1d m3∗(0.0609 molL )
2
=0.01482 molmin∗L
c) De la tabla estequiometria obtenemos que
Ca=Fao(1−X )
v=Fao(1−X)vo(1+eX )
=Ca0∗(1−X )
(1+eX )
Ca=Fao(1−2 X )
v=Fao(1−2 X )v o(1+eX )
=Ca0∗(1−2 X )
(1+eX)
Cambiando obtenemos que
−ra=KCa∗Cb=
Ca0∗(1−X )(1+eX)
∗Ca0∗(1−2 X )
(1+eX )
−ra=K∗Ca0
2 ∗(1−2 X )(1−X )
Si X=0.4 entonces
−ra=
4 Lmol∗min
∗( 0.0609molL )2
∗(1−2∗0.4)
(1−0.4)
−ra=4.95508∗10−3 molL∗min
d) Cao=Faovo
=0.0609mol/L
e)Ca=
Fao(1−X )v
=Ca0∗(1−X)
(1+eX )=
0.0609molL
∗(1−0.4 )
(1−0.4)=0.0609mol
L
f)KT=4
Lmol∗min
∗e
15000calmol
1.987cal
mol∗K( 11000.15
−1
1500.15 ) 1K=49.5042 L
mol∗min
Recommended